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Warum suchen Astronomen anhand des Lebens auf der Erde nach Lebenszeichen auf anderen Planeten? Könnte es auf anderen Planeten nicht völlig andere Arten von Leben geben? – Henry, 13, Somerville, Massachusetts
Haben Sie schon einmal an einem neuen Ort Verstecken gespielt? Es ist viel schwieriger, als zu Hause zu spielen. Sie kennen nur die offensichtlichen Verstecke: unter dem Bett, im Schrank, hinter dem Sofa. Der Trick besteht darin, sich Verstecke auszudenken, die man sich nicht einmal vorstellen kann. Wie sucht man an Orten, von denen man nie gedacht hätte, dass sie Verstecke wären?
Genau das tun Wissenschaftler wie ich, wenn wir nach außerirdischem Leben suchen: Wir versuchen, neue Wege zu finden, um nach Leben zu suchen. Gleichzeitig streben wir nach Leben, indem wir ein Leben wie unseres anstreben, denn das ist es, was wir uns vorstellen können.
Auf der Suche nach Nähe
Der nächstgelegene Ort für die Suche nach außerirdischem Leben sind die Planeten unseres Sonnensystems.
Die NASA-Mission Viking 1 begann 1976 mit der Umlaufbahn um den Erdnachbarn Mars. Die Suche nach Leben auf dem Mars war eine der wichtigsten wissenschaftlichen Fragen der Mission. Zu der Raumsonde gehörte ein Lander, der zur Planetenoberfläche fliegen konnte, um zu sehen, ob sich im Staub Lebensformen befanden.
Wissenschaftler wussten, dass sich das Leben auf dem Mars stark vom Leben auf der Erde unterscheiden könnte, deshalb suchten sie nicht nach bestimmten Lebensformen oder Molekülen. Stattdessen versuchten sie, Experimente zu entwerfen, um zu untersuchen, was das Leben tut, und nicht, was es macht.
Pflanzen und andere Lebensformen auf der Erde betreiben beispielsweise Photosynthese, einen Prozess, bei dem Sonnenlicht und Kohlendioxid aus der Luft genutzt werden, um Energie zu sammeln und zu wachsen. Wissenschaftler von Viking 1 haben den Lander so konzipiert, dass er nach Anzeichen von Photosynthese auf dem Mars sucht.
Dazu nahm der Lander Erde auf, beleuchtete sie und nahm Messungen vor, um festzustellen, ob Kohlendioxid aus der Luft in die Erde gelangt. Dieses Experiment zeigte keine Anzeichen von Photosynthese im Marsboden.
Der Lander führte zwei weitere Experimente durch, um nach Beweisen für das Wachstum von Organismen im Marsboden zu suchen. Einer verwendete Kohlendioxid und der andere Zucker- und Aminosäuremoleküle, die Lebewesen auf der Erde gerne essen.
Die Kombination dieser drei Experimente und anderer Messungen hat dazu geführt, dass sich die meisten Wissenschaftler einig sind, dass es auf der Marsoberfläche wahrscheinlich kein Leben gibt, zumindest kein Leben, das so etwas wie Photosynthese betreibt oder Zucker frisst. Aber wir wissen immer noch nicht, ob es Anzeichen für alte Lebensformen auf dem Mars gibt oder ob es sogar aktuelles Leben tief unter der Oberfläche gibt.
Die Viking-Lander-Experimente waren die direktesten Tests für Leben auf anderen Planeten. Was das Verstecken angeht, waren diese Experimente im Grunde so, als würde man in einen Schrank schauen: Es ist ein ziemlich offensichtliches Versteck, aber man muss für alle Fälle einen Blick darauf werfen. Dennoch dauerte es lange, bis die Wissenschaftler die Ergebnisse interpretierten.
Weit nach vorne schauen
Die Suche nach Leben außerhalb des Sonnensystems ist noch schwieriger und erfordert andere Techniken.
Der nächstgelegene Exoplanet, ein Planet, der einen anderen Stern als unsere Sonne umkreist, ist Proxima Centauri b und ist etwa 40 Millionen Kilometer (40 gefolgt von 12 Nullen) von der Erde entfernt. Diese fernen Welten sind so weit entfernt, dass Wissenschaftler noch lange keine Sonden schicken werden, um dort Experimente durchzuführen.
Auf Exoplaneten nach Leben zu suchen ist ein bisschen wie der Versuch, im Haus des Nachbarn Verstecken zu spielen, aber man kann nur durch die Fenster schauen und nicht hineingehen. Vielleicht haben Sie Glück und treffen den richtigen Winkel, um jemanden zu entdecken, der sich versteckt, aber Sie können nicht jeden Ort kennen, den Sie nicht sehen können.
Werkzeuge wie das neue James-Webb-Weltraumteleskop können die Größe von Exoplaneten, ihre Nähe zu ihrem Stern und möglicherweise die Gase in ihrer Atmosphäre aufdecken. Aber das ist alles. Wie würden Sie das Leben mit diesen Daten erforschen?
Astronomen haben darüber nachgedacht, nach Leben auf Exoplaneten zu suchen, indem sie nach Sauerstoff suchen. Sie begannen mit dieser Strategie, weil auf der Erde Lebensformen den größten Teil des Sauerstoffs in unserer Atmosphäre produzierten. Möglicherweise wurde der Sauerstoff auf einem anderen Planeten durch außerirdisches Leben erzeugt.
Wir haben jedoch gelernt, dass es andere Möglichkeiten gibt, Sauerstoff zu produzieren, an denen kein Leben beteiligt ist. Jetzt suchen Astronomen nicht nur nach Sauerstoff, sondern nach einem Planeten, der Sauerstoff, Wasser und andere Gase wie Methan und Kohlendioxid enthält. Zusammen könnten diese Kombinationen auf Leben hinweisen, da wir nicht glauben, dass leblose Planeten eines beherbergen würden. Aber wir sind uns noch nicht sicher!
Die Suche nach Leben durch die Suche nach diesen Gasen ähnelt ein wenig der Suche hinter der Couch in unserem Versteckspiel. Sind wir sicher, dass jemand da sein wird? NEIN. Aber wir können nur durch die Fenster schauen und uns Menschen vorstellen, die sich hinter den Sofas verstecken. Wir könnten es genauso gut versuchen – wo sollten wir sonst suchen?
Welches Spiel spielen wir?
Es gibt zwei große Unterschiede zwischen dem Verstecken und der Suche nach Außerirdischen.
Erstens: Wenn Sie Verstecken spielen, wissen Sie normalerweise, dass Sie mit jemand anderem spielen. Wir haben keine Ahnung, ob dort Außerirdische zu finden sind! Es ist möglich, dass es dort kein anderes Leben gibt, und es ist möglich, dass sich direkt nebenan Außerirdische aufhalten. Solange wir nicht Beispiele für Leben außerhalb unseres eigenen finden, werden wir nicht wissen, wie verbreitet das Leben im Universum ist.
Der zweite Unterschied besteht darin, dass die meisten Wissenschaftler nicht glauben, dass sich außerirdisches Leben vor uns verbirgt; Es ist nur so, dass wir es noch nicht entdeckt haben. Einige glauben, dass fortgeschrittenere Zivilisationen der Entdeckung entgehen könnten, aber Forscher glauben nicht, dass dies in unserem Sonnensystem der Fall ist.
Die meisten Astronomen und Astrobiologen wissen, dass wir Gefahr laufen, Anzeichen wirklich unterschiedlicher Außerirdischer zu übersehen, wenn wir nur nach erdähnlichen Lebensformen suchen. Aber ehrlich gesagt haben wir noch nie zuvor Außerirdische entdeckt, daher ist es schwer zu wissen, wo man anfangen soll. Wenn Sie nicht wissen, was Sie tun sollen, ist es besser, irgendwo anzufangen als nirgendwo.
Die Suche nach Leben mithilfe von Experimenten wie dem Viking-Modul oder der Suche nach Sauerstoff hilft uns möglicherweise nicht weiter. Aber wir könnten Glück haben. Und selbst wenn dies nicht der Fall ist, können wir einige offensichtliche Möglichkeiten von der Liste streichen. Wir können uns dann auf die schwierigere Frage konzentrieren, uns etwas vorzustellen, an das wir noch nie zuvor gedacht haben.
Hallo, neugierige Kinder! Haben Sie eine Frage, die Ihnen ein Experte beantworten soll? Bitten Sie einen Erwachsenen, Ihre Frage an CuriousKidsUS@theconversation.com zu senden. Bitte teilen Sie uns Ihren Namen, Ihr Alter und die Stadt mit, in der Sie leben.
Und da Neugier kein Alter kennt, teilen Sie uns bitte Ihre Fragen mit. Wir werden nicht jede Frage beantworten können, aber wir werden unser Bestes geben.
Dieser Artikel wurde aktualisiert, um einen Tippfehler in der Entfernung zu Proxima Centauri b zu korrigieren.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Cole Mathis, Universität von Arizona
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Cole Mathis hat zuvor Fördermittel vom NASA Postdoctoral Program erhalten.